[发明专利]固定微生物细胞和酶用的新载体

说明书

本发明是关于用包埋法固定微生物细胞和酶的载体的发明。

固定化微生物细胞和酶是一项生物工程技术。常用的载体主要有K-角叉菜胶、光交联树脂、海藻酸钙凝胶和聚丙烯酰胺等。由于资源和专利等原因，国内当前多采用海藻酸钙凝胶为载体。

本发明的目的是提供一种载体，适用于微生物细胞的固定、增殖和代谢，机械强度较高、使用寿命较长，制作简便、易于工业生产，同时亦适用于酶的固定化。

本发明采用一种安全无毒的天然二烯烃聚合物，分子式为（C₅H₃）n，n＝1000～10000，加入一定量海藻酸钠，天然二烯烃聚合物与海藻酸钠的重量比值为2～50，再加入所要固定的微生物菌体或酶，调制成均匀的菌（或酶）悬液，按常法在氯化钙溶液中制成球状载体，或将菌（或酶）悬液注入模中，浸入上述溶液，制成膜状载体。制得的载体，内部具有网格结构，为被包埋的微生物细胞或酶提供了良好的微环境，适宜细胞的栖居，增殖和代谢及酶的固定和生化反应。

本发明曾用于包埋酵母菌，进行啤酒发酵和糖蜜原料酒精发酵试验，与传统工艺相比，发酵周期缩短一半以上，并降低能耗和生产成本，与国内常用的海藻酸钙凝胶载体相比，使用寿命大大延长。

本发明特别适用于啤酒、果酒等清液发酵。

实例一：将啤酒酵母S.CerevisiacHansen酵母泥5%，加入天然二烯烃聚合物和海藻酸钠（二者重量比值35）调制的溶液中，搅拌均匀，注入膜模，再浸入4%CaCl₂溶液中固化，制成膜状固定化酵母，置于φ5.7×100cm/cm反应柱中，增殖培养，细胞浓度达10⁹个/ml载体，进行啤酒发酵，前酵由传统工艺7天缩短为1天半，后酵由原20～30天缩短为10天，制品口味纯正。

实例二：将酒精酵母AS、2.396按上述方法制膜（二者重量比值10），置于φ5.7×100cm/cm反应柱中增殖培养，细胞浓度达2-5×10⁹个/ml载体用甜菜糖蜜为原料进行间歇批式发酵，共108天，143批，平均乙醇浓度达8.21%（V/V），二氧化碳排出流畅。

实例三：将酒精酵母AS、2.396按上述方法制膜（二者重量比20），置于两根串联φ14.5×90cm/cm反应柱中，增殖培养，进行连续酒精发酵40天，平均乙醇浓度7.98%（V/V），平均产率达21.24MLEt-OH/L载体·hr，二氧化碳排出通畅。

实例四：按上述方法制备的膜置于三柱（300L/柱）串联的反应器中进行糖蜜酒精发酵，连续运转90天，平均乙醇浓度7.84%（V/V），平均产率56.62mLEt-OH/L载体·hr，发酵残糖0.83%。